Huidige status en toekomst vanCryogene pompen
De afgelopen jaren is het aandeel van aardgas in het wereldwijde energieverbruik gestaag toegenomen en heeft het zich naast olie en steenkool gepositioneerd als een van de drie belangrijkste pijlerenergieën. Vloeibaar aardgas (LNG) wordt wereldwijd erkend als een schone energiebron, die talloze voordelen biedt, waaronder energie-efficiëntie, milieuvriendelijkheid, veiligheid, betrouwbaarheid en economische voordelen. In China heeft het nationale "12e Vijfjarenplan" de ontwikkeling en introductie van LNG aangemoedigd. In 2012 had China 12 LNG-importterminals in kuststeden opgezet, met een totale capaciteit van 35 miljoen ton, wat het gecombineerde volume van de eerste en tweede lijn van de West-to-East Gas Pipelines overschreed. De snelle ontwikkeling van LNG-liquefactietechnologie in China is ondersteund door het "13e Vijfjarenplan", dat streeft naar een aardgasvoorzieningscapaciteit van 360 miljard kubieke meter in 2020, goed voor 8,3% tot 10% van het primaire energieverbruik.
China importeert aardgas voornamelijk in de vorm van LNG. Het LNG-productie- en consumptieproces omvat verschillende belangrijke fasen: liquefactie, transport, ontvangst, transport en verkoop. LNG-cryogene pompen spelen een cruciale rol in elke fase van de LNG-toeleveringsketen.
Momenteel produceren wereldwijd slechts een paar bedrijven LNG-cryogene pompen en staat de LNG-productie in China nog in de kinderschoenen. Binnenlandse LNG-liquefactie-installaties, ontvangstterminals, verdampingsstations en LNG-voertuigtankstations gebruiken voornamelijk westerse producten, die duur zijn en lange levertijden hebben. In lijn met het nationale beleid om de LNG-industrie te ontwikkelen en de energiezekerheid te waarborgen, is er een dringende behoefte om binnenlandse LNG-overdrachtspompen te ontwikkelen.
Huidige status en ontwikkelingstrends
Internationale technologiestatus
De Verenigde Staten begonnen al in 1910 met onderzoek naar aardgasliquefactie op industriële schaal en startten in 1917 met de productie van LNG. Vervolgens betraden ontwikkelde landen als het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk en Japan de LNG-handel. De VS heeft een voorsprong van bijna 100- jaar op het gebied van onderzoek naar lagetemperatuurpomptechnologie in vergelijking met China. Belangrijke internationale fabrikanten van lagetemperatuurpompen zijn onder andere EBARA (VS), NIKKISO (VS) en JC-CARTER (overgenomen door NIKKISO). Deze bedrijven hebben tientallen jaren ervaring in productontwikkeling, productie, testen en bediening, met een trend richting de ontwikkeling van grote, efficiënte en betrouwbare producten.
Binnenlandse technologiestatus en trends
Met de snelle vooruitgang in fundamenteel onderzoek en engineeringtechnologie in China hebben binnenlandse fabrikanten van cryogene pompen onderzoek en toepassingen uitgevoerd in materialen voor lage temperaturen, dompelmotoren, inlaatbodemkleppen, elektrische componenten en lagers voor lage temperaturen. Er is aanzienlijke vooruitgang geboekt in testtechnologie voor lage temperaturen en veiligheidsbewaking. Er ontbreekt echter nog steeds een complete set van ontwerp-, productie-, test- en engineeringtoepassingstechnologieën en er is nog steeds een kloof in engineeringervaring vergeleken met buitenlandse fabrikanten. Continue toepassing en ervaringsopbouw zijn vereist om deze kloof te overbruggen.
LNG-pompstructuur en -kenmerken
Cryogene LNG-dompelpompen bestaan uit componenten zoals lagetemperatuur-dompelmotoren, waaiers, geleideschoepen, lagers en stuwkrachtbalansstructuren. Deze pompen zijn centrifugaal van ontwerp en voldoen aan de -196 graden temperatuurvereisten met uitstekende anti-cavitatieprestaties. Belangrijke componenten, zoals de motor, worden direct gekoeld door LNG en werken in een zuurstofvrije omgeving, waardoor explosierisico's worden geëlimineerd. Lagers in dompelpompen worden blootgesteld aan extreem lage temperaturen en gebruiken siliciumnitride keramische kogellagers voor stabiliteit.
Voordelen van dompelbare LNG-pompen
>Ontwerp zonder afdichting:Elimineert het risico op lekkage van de asafdichting.
>Stabiele temperatuur:Motorkoeling door LNG zorgt voor een stabiele temperatuur zonder explosiegevaar.
>Laag geluidsniveau:De gehele pomp is ondergedompeld in vloeistof, waardoor er weinig geluid ontstaat.
>Eenvoudige structuur:Het coaxiale motor- en waaierontwerp zorgt voor een hoge betrouwbaarheid.
>Verlengde levensduur van lagers:Ingebouwde balansmechanismen verminderen de axiale krachten.
>Zelfsmerende lagers:De lagers worden door het medium gesmeerd, waardoor er geen extra smeersystemen nodig zijn.
Dompelpompen voor LNG zijn op grote schaal succesvol gebleken in toepassingen zoals grote LNG-tankers, tankstations voor voertuigen en LNG-ontvangstterminals.
Binnenlandse R&D-richtlijnen voorLNG-dompelpompen
Het algemene doel voor binnenlandse LNG-dompelpomp R&D is om een serie LNG-cryogene pompen met grote doorstroming te ontwikkelen die voldoen aan internationale normen voor technologieniveau en operationele betrouwbaarheid. Belangrijke onderzoeksgebieden zijn:
>Hydraulische technologie:Ontwikkel efficiënte waaiers met een hoge doorstroming en lage cavitatie die geschikt zijn voor LNG en optimaliseer het hydraulisch ontwerp zodat dit aansluit op geïmporteerde pompcurven.
>Ontwikkeling van de bodemklep:Optimaliseer binnenlandse bodemklepontwerpen op het gebied van afdichting, sterkte, uitwisselbaarheid en algemene bruikbaarheid.
>Onderzoek naar materialen bij lage temperaturen:Bestudeer materialen voor sterkte en vervorming bij lage temperaturen en ontwikkel materialen voor lagetemperatuurmotoren.
>Smering van lagetemperatuurlagers:Pak smeerproblemen in LNG-pompen aan door LNG met een lage viscositeit als smeermiddel te gebruiken.
Toekomstige trends en vooruitzichten
Het LNG-importvolume van China is de afgelopen vijf jaar bijna verdubbeld en tegen 2022 zal de totale capaciteit van LNG-ontvangststations in China naar verwachting meer dan 13 miljoen ton per jaar bedragen. Met een gunstige levering van wereldwijde LNG-bronnen en een sterke binnenlandse vraag, heeft de Chinese LNG-markt een veelbelovende vooruitzichten. De bouw van extra LNG-ontvangststations zal de toenemende vraag naar LNG-pompen stimuleren. Toekomstige ontwikkeling zal pompen omvatten voor andere cryogene media zoals ethyleen, propaan en vloeibare stikstof. De vooruitgang van beleid voor schone energie in China zal het marktpotentieel voor binnenlands ontwikkelde LNG-dompelpompen verder vergroten.
Belangrijke onderzoeksgebieden voor de toekomst zijn onder meer materialen voor lage temperaturen, smering van lagers bij lage temperaturen, kenmerken van motoren voor lage temperaturen en testtechnologieën voor LNG-pompmedia.
